Индуктивный датчик Опции

[Arthur_Sh]

Всем привет.
Кто то может подсказать пути увеличения чувствительности индуктивного датчика?
Суть вопроса: стальной тросик двигается, необходимо регистрировать движение его "гребенки", которая образуется из-за свивки жгутов в трос. Захотелось использовать для регистрации движения гребенки индуктивный датчик. Но тросик малого диаметра, порядка 5мм, и перепад по высоте гребенки не очень большой, порядка 0,2-0,3мм. Такое вообще реально реализовать?

[rudy_b]

Сделать две (лучше три или четыре) гребенки на несколько зубцов с шагом равным шагу троса и разместить их с разных сторон троса со смещением. Контролируем индуктивность гребенки в целом. Получим что-то типа энкодера, но с усреднением (по числу зубцов).

Но трос может еще и вращаться - и отличить вращение от смещения не получится.

[Меджикивис]

Интересная идея. А метки наносились через определённое расстояние или через определённое время? Ведь чтобы наносить метки по расстоянию, требуется знать смещение троса. А если это известно, чего тогда измерять? А если метки по времени - то мы и считывать будем эти же метки с той же частотой их повторения. И что мы измерим - неравномерность движения?

Но время же возникновения метки известно.
Даем импульс на головку и начинаем считать время, пока метка появится в области датчика. В чем проблема?
После того, как метка считана, даем следующий импульс...

Сделать две (лучше три или четыре) гребенки на несколько зубцов с шагом равным шагу троса и разместить их с разных сторон троса со смещением.

Это правильно, но сложно.

Я думаю, конструкция может выглядеть так:

На рисунке - сечение в плоскости оси.
Тросик проходит сквозь катушку (красная).
Где проходит тросик, на внутреннем канале полюсных наконечников, нарезана 6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки тросика (это и есть "гребенка"). Резьбу, чтобы не замусоривалась, можно залить чем-нибудь немагнитным, напр (эпоксидкой...)

Феррит такой конфигурации (с резьбой!) не найти. Я думаю, можно взять просто сталь, но разрезать на 2 половинки по плоскости рисунка - чтобы не образовывался короткозамкнутый виток. (Да и удобнее катушку положить).
Или можно отлить из компаунда- ферритовая крошка в эпоксидке, или порошкообразный пермаллой.

Сообщение отредактировал Меджикивис - Nov 5 2015, 11:20

[ШСА]

Даем импульс на головку и начинаем считать время, пока метка появится в области датчика. В чем проблема?
После того, как метка считана, даем следующий импульс...

В таком виде идея рабочая, но с некоторыми недостатками:
1. Если скорость троса невысокая, то время прохода метки от катушки к датчику может быть значительным, и всё это время положение троса будет неопределённым. Фактически, перемещение троса будет измеряться в дискретных шагах, равных расстоянию от намагничивающей катушки до датчика. Если это устроит ТС, но вполне рабочая идея.
2. невозможно определить направление движения - но это ТС, как я понял, и не нужно.
3. Самое главное - точно определить положение метки под датчиком довольно трудно: намагниченная область будет довольно значительной по длине троса (несколько его диаметров), и определить центр этой области можно лишь с некоторой ограниченной точностью. Это значит, что расстояния меток по тросу будут нестабильны. А поскольку перемещение троса определяется подсчётом меток (которые каждый раз будут затирать предыдущие метки), это приведёт к накоплению ошибки определения троса. Таким методом достоверно можно измерять только скорость движения троса, но ТС-то нужно именно положение. Подсчитывать жгутики или вращение ролика всё-таки надёжнее.

Троссик проходит сквозь катушку (красная).
Где проходит троссик, на внутреннем канале полюсных наконечников, нарезана 6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки троссика (это и есть "гребенка"). Резьбу, чтобы не замусоривалась, можно залить чем-нибудь немагнитным, напр (эпоксидкой...)

Эта конструкция под какой метод измерения? "6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки троссика" - прекрасное конструктивное решение. А если трос будет заменён на другой?
(прошу прощения, но пишите, пожалуйста, "тросик" с одним"с", а то режет глаз).

Сообщение отредактировал ШСА - Nov 5 2015, 11:14

[Меджикивис]

Эта конструкция под какой метод измерения?

Под индуктивный. Катушка питается переменной несущей, которая модулируется прохождением зубцов.
Ну можно еще попробовать вставить катушку в контур и мерить его резонансную частоту (хотя, имхо, навряд такое даст хороший результат, потери великоваты)

"6-заходная резьба с шагом, равном шагу свивки тросика" - прекрасное конструктивное решение. А если трос будет заменён на другой?

А автор ставил условие пригодности с тросиками разных типов?

(прошу прощения, но пишите, пожалуйста, "тросик" с одним"с", а то режет глаз).

Спасибо за замечание. Век живи - век учись. Есть пробелы и у меня...
Поправил.

[ШСА]

Под индуктивный. Катушка питается переменной несущей, которая модулируется прохождением зубцов.
Ну можно еще попробовать вставить катушку в контур и мерить его резонансную частоту (хотя, имхо, навряд такое даст хороший результат, потери великоваты)

Здесь есть одна тонкость - резонансная частота может меняться только если она очень низкая, т.к. трос - очень плохой сердечник.
А на высокой частоте можно мерить только потери. Но в Вашей конструкции трос находится внутри катушки соосно, т.е. в каждый момент времени общий объём металла внутри катушки будет постоянным, а значит и потери тоже будут постоянны. Вот если бы Вам удалось направить магнитное поле катушки поперёк движения троса так, чтобы воздушный зазор между тросом и магнитопроводом модулировался жгутиками, то тогда бы это был бы идеальный вариант для ТС - потери в катушке имели бы очень сильную модуляцию при движении троса.

[Меджикивис]

трос - очень плохой сердечник.

Не очень плохой, так как свит из множества весьма тонких нитей, идущих вдоль поля. В этом смысле он подобен наборному сердечнику трансформаторов, из пластин. Только сталь - магнитожесткая, будут потери на перемагничивание.

Вот если бы Вам удалось направить магнитное поле катушки поперёк движения троса так, чтобы воздушный зазор между тросом и магнитопроводом модулировался жгутиками, то тогда бы это был бы идеальный вариант для ТС - потери в катушке имели бы очень сильную модуляцию при движении троса.

Так они и идут в зазоре полюсного наконечника перпендикулярно. И модулируются на совпадении жгутиков с зубцами резьбы. Для того она и нарезана.

А если трос будет заменён на другой?

А автор ставил условие пригодности с тросиками разных типов?

Придумал Канал в полюсном наконечнике с одной стороны делаем гладким, а на другом конце вместо резьбы вставляем стальную пружину с соответствующим шагом навивки. Ее можно сжимать, подгоняя к шагу различных тросиков...
Но чувствительность будет на порядки хуже.